国内外温室作物生长模型的研究进展及方向.ppt

1、温室作物生长模型国内外研究进展及方向，王咏梅，海南大学园艺与园林学院设施农业科学与工程系，2012年3月20日，2。作物生长模拟基于系统分析原理和计算机模拟技术，定量描述作物生长、发育、产量形成的过程及其对环境的响应。这种生长模拟模型是一种高度综合的作物生理生态知识，具有普遍的应用意义。温室作物模拟的研究始于20世纪80年代初，国外设施园艺主要作物模型的研究和应用已经相当成熟。我国对作物模型的研究历史较短，主要集中在大田作物上，如小麦、水稻、棉花等，但对温室园艺作物模型的研究才刚刚开始。3、温室作物生长模型的研究现状，作物生长系统一般可分为六个子系统：物候期或阶段、发育、形态、冠层、光能吸收、

2、碳同化、分配和生长植物的含水量，前四个方面的氮素平衡和利用是作物生长模型的基本组成部分，不同作物的生长阶段和过程有很大不同，因此它们成为作物生长模拟研究的重点。国内外学者利用作物生长模型从不同尺度和层次研究了作物的生长规律和产量形成过程：基于群落或冠层的机理模型主要用于模拟光合产量与光、温度、水分和CO2浓度等环境因子的关系；基于器官的经验模型主要用于研究器官大小、作物生长发育速度与环境影响之间的关系。中国设施园艺主要作物生长模式研究。目前，我国设施园艺主要作物生长模式的研究主要集中在温室栽培的黄瓜、番茄、甜瓜等作物上，而其他作物(如茄子、辣椒、生菜等)的研究较少。)仅限于光合作用速率模型的报

3、告。5.在托木辛模型的基础上，孙中福等人根据我国温室黄瓜栽培试验数据确定了模型的相关参数，建立了适合我国温室环境的黄瓜生长发育模拟模型。该模型包括叶面积、光合作用、呼吸维持和生长、干物质积累等。并且已经在不同的播期(春季和秋季)和不同的光处理(透光率为100和33)下得到验证。陈纯虹等人研究了大型温室栽培生产实践中环境因子的变化特征和黄瓜的生长发育规律。试验结果表明，黄瓜整个生育期物质积累呈S型曲线，并对营养生长前期和后期各器官的分配比例进行了定量计算和分析。谢等人根据黄瓜的生长发育特点，初步建立了包括光合作用、呼吸作用、干物质生产与分配等基本子模型的上海自控温室黄瓜干物质生产与分配模拟模型，

4、并根据收集到的实验数据对黄瓜干物质生产与分配模拟进行了验证。6.罗等人在冬春季晴天、晴天和阴天三种条件下，以日光温室番茄为试验材料，通过模拟日光温室番茄光合有效辐射(PAR)、温度和CO2浓度的日变化，进一步模拟日光温室番茄单叶光合速率的日变化，为建立日光温室番茄生长发育模拟模型提供依据。倪继恒等人根据土壤栽培和有机基质栽培的情况，建立了温室番茄叶面积的计算模型，并将该模型与现有的光合作用驱动的作物生长模型相结合，为温室番茄生长和产量的预测以及番茄栽培管理的调控提供了相应的理论依据。袁昌梅等人根据温室温度和光照条件与甜瓜单叶面积的关系，建立了模式发展和探索，加强不同棚室类型和温室类型下作物模型

5、的研究，注重模型的区域性和适应性，加强作物发育阶段模型的研究，完善整个作物栽培周期系统模型。加强温室作物模型的多样性和理论研究。提高温室作物生长模型的实用性和合理性。在遗传和生理基因的限制下，作物一般倾向于最佳发育，但实际上它们受到生长环境和营养供应等因素的限制。所建立的作物模型应能适应不同地区的气候变化和温室设施的具体生态条件，并具有准确性。在作物生长条件不断变化的情况下，通过大量的重复实验，获得详细合理的数据(包括从不同地方收集的数据)，并对所建立的作物模型进行必要的参数验证和可靠性验证，以提高我国保护地园艺作物生长模型的实用程度。同时，在建立干物质分配模型的过程中，应充分考虑各种栽培管理

6、措施(如摘叶、修枝疏花、疏果、摘果等)的影响。)和肥水影响因素，并在现有作物模型研究的基础上，研究和提供设施园艺作物肥水管理模型和经济效益分析模型，从而完善作物生长系统。一些模型的特点是具有完整的理论框架，但子模型通常采用经验参数化方案。参数的选择和模型参数的验证应合理。通过对系统参数和变量的优化分析，建立适合我国环境资源特性、品种生理特性和设施栽培管理的参数数据库和各种数据库。在吸收国外作物模型理论和经验的基础上，扩大了我国温室栽培品种的生长模型，加强了模型的多样性和理论深度，避免了简单性和重复性。随着温室设施基质栽培的推广应用，有必要加强对各种基质栽培条件下作物生长模型，尤其是根系吸水模型的深入研究，以更好地指导作物精准灌溉。研究温室作物模型和专家系统的最终目的是合理选择和实施温室环境的控制过程和策略。在建立作物生长发育模型时，特别是那些机理强的模型，需要考虑实际环境控制的方便性和可行性。根据控制的需要，在简化作物的具体生长过程时，应考虑简化的合理性。专家系统中的规则制定应合理可靠，同时系统应具有时间敏感性，即知识库、数据库和模型库是动态的，并能随着时间的推移不断更新，从而